目前，在井巷的掘進(jìn)與開挖中，鉆眼爆破方法作為一種經(jīng)濟(jì)高效的施工手段，已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。但是在井巷掘進(jìn)爆破時(shí)，炸藥爆炸生成的氣體含有大量的有毒成份。由于井巷作業(yè)空間狹小，通風(fēng)條件較差，容易造成有毒氣體濃度超標(biāo)，對(duì)施工人員的身體健康和安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料表明，在國內(nèi)外的爆破工程中，炮煙中毒的死亡事故占整個(gè)爆破事故的28.3%?？梢娪卸練怏w是造成井下死亡事故的重要原因之一，必須對(duì)此予以足夠重視。
1 炮煙中有毒氣體的主要成分及危害性
在炸藥爆炸生成的炮煙中，有毒氣體的主要成分為一氧化碳和氮氧化物。如果炸藥中含有硫或硫化物時(shí)，爆炸過程中，還會(huì)生成硫化氫和亞硫酐等有毒氣體。這些氣體的危害性極大，當(dāng)人體吸入一定量的有毒氣體之后，輕則引起頭痛、心悸、嘔吐、四肢無力、昏厥、重則使人發(fā)生痙攣、呼吸停頓，甚至死亡。
炮煙中有毒氣體的毒性，用空氣中的危險(xiǎn)濃度來表示如表1。
由表1可看出濃度越高，氣體毒性越大。另外，有毒氣體不僅對(duì)人體有害，而且某些有毒氣體對(duì)煤礦井下瓦斯能起到催爆作用（如氧化氮）或引起二次火焰（如一氧化碳），尤其是在高瓦斯礦井中，易造成災(zāi)難性事故。因此對(duì)井巷掘進(jìn)爆破過程中的有毒氣體，必須采取有效的防治措施，以防止安全事故的發(fā)生。
表1 有毒氣體空氣中的危險(xiǎn)濃度
2 炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生有毒氣體的主要原因
2.1 炸藥的氧平衡
在井巷掘進(jìn)爆破進(jìn)程中，一般使用混合炸藥，主要組成元素是碳、氫、氧、氮（某些
炸藥含有氯，硫，金屬及其鹽類），其中非爆炸性氧化劑分子或富有氧元素的炸藥分子為氧化劑，而非爆炸性可燃劑分子或富有碳、氫元素的炸藥分子為燃料，混合炸藥爆炸的實(shí)質(zhì)是氧化劑和燃料發(fā)生高速化學(xué)反應(yīng)的過程。炸藥內(nèi)含氧量與可燃元素充分氧化所需氧量之間的關(guān)系稱為氧平衡關(guān)系。如果所選炸藥中的含氧量恰好能滿足可燃元素充分氧化所需氧量（即零氧平衡），此時(shí)，氧和可燃元素可以得到充分利用，從理論上講，炸藥爆炸不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。如果所選炸藥為負(fù)氧平衡炸藥（炸藥中含氧量不足），將會(huì)產(chǎn)生可燃性的一氧化碳有毒氣體。如果所選炸藥為正氧平衡炸藥（炸藥中的含氧量超過可燃元素充分氧化所需的耗氧量），多余的氧在爆炸過程中（高溫、高壓）與氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮氧化物有毒氣體。
2.2炸藥爆炸反應(yīng)的完全程度
炸藥反應(yīng)的完全程度與炸藥組成、成份性質(zhì)、炸藥密度、粒度、裝藥直徑、起爆沖能
的大小等諸多因素有關(guān)。例如：當(dāng)炸藥組成相同時(shí)，粒度越小，混合起均勻，反應(yīng)就越完全，有毒氣體生產(chǎn)量就越小；
2.3周圍介質(zhì)的作用
某些礦物介質(zhì)可與爆炸產(chǎn)物起化學(xué)反應(yīng)，或者對(duì)爆炸產(chǎn)物的二次反應(yīng)起到催化作用，
使有毒氣體含量增大。例如在一定條件下，煤可以還原爆炸產(chǎn)物中的二氧化碳為一氧化碳有毒氣體。爆炸作用時(shí)，含硫的礦石可生成硫的氧化物或硫化氫有毒氣體。當(dāng)周圍介質(zhì)溫度較低時(shí)，漿狀炸藥在低溫情況下也常出現(xiàn)不完全爆炸或爆轟中斷現(xiàn)象，使有毒氣體含量大大增加。
3 有毒氣體的防治措施
3.1 優(yōu)選炸藥品種和嚴(yán)格控制一次起爆藥量
在井巷爆破掘進(jìn)過程中，應(yīng)根據(jù)工作面的實(shí)際情況，選用炸藥品種。如工作面積水時(shí)，應(yīng)選用抗水型炸藥，否則因炸藥受潮而影響爆轟穩(wěn)定傳播而產(chǎn)生大量有毒氣體。對(duì)于低溫凍結(jié)井施工，應(yīng)選用防凍型炸藥，否則炸藥也會(huì)因不完全爆炸或爆轟中斷，產(chǎn)生大量有毒氣體。爆破產(chǎn)生的有毒氣體量與炸藥用量成正比，嚴(yán)格控制起爆藥量，可以有效地降低爆破有毒氣體生成量。
3.2 控制炸藥的外殼材料重量
為了防潮，粉狀炸藥通常采用涂蠟紙殼包卷，由于紙和蠟均為可燃物質(zhì)，奪取炸藥中
的氧，易使炸藥在爆炸時(shí)成分負(fù)氧平衡反應(yīng)。在氧量不充裕的情況下，將會(huì)產(chǎn)生較多一氧化碳?xì)怏w，因此，限定每100g炸藥的紙殼重量和涂蠟量分別不超過2g和2.5g。
3.3 保證炮孔堵塞長度和堵塞質(zhì)量
保證炮孔堵塞長度和堵塞質(zhì)量，能夠使炸藥發(fā)生爆炸時(shí)，介質(zhì)在碎裂之前，裝藥孔洞
內(nèi)保持高溫、高壓狀態(tài)，有利于炸藥充分反應(yīng)，減少有毒氣體生成量。而且足夠的堵塞長度和良好的堵塞質(zhì)量，還會(huì)減少未反應(yīng)或反應(yīng)不充分的炸藥顆粒從裝藥表面拋出反應(yīng)區(qū)，也會(huì)降低空氣中的有毒氣體含量。
3.4 采用水封爆破或放炮噴霧
炸藥爆炸時(shí)會(huì)形成高溫高壓環(huán)境，水封爆破時(shí)產(chǎn)生的水霧，在高溫高壓下與一氧化碳
發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，可以有效地降低炮煙中的一氧化碳濃度。由于爆破產(chǎn)生的某些有毒氣體易溶于水，因此在放炮時(shí)，采用自動(dòng)噴霧設(shè)施進(jìn)行噴霧，既能起到降塵作用，又能有效地減少有毒氣體含量，使炮煙毒性降低。
3.5 采用反向起爆方式
采用反向起爆方式時(shí)，炮泥開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比正向起爆推遲，間接地起到了增加炮孔堵塞長度的效果，使炸藥反應(yīng)完全程度提高，從而降低有毒氣體生成量。
（曹孝君 毛剛）
1 炮煙中有毒氣體的主要成分及危害性
在炸藥爆炸生成的炮煙中，有毒氣體的主要成分為一氧化碳和氮氧化物。如果炸藥中含有硫或硫化物時(shí)，爆炸過程中，還會(huì)生成硫化氫和亞硫酐等有毒氣體。這些氣體的危害性極大，當(dāng)人體吸入一定量的有毒氣體之后，輕則引起頭痛、心悸、嘔吐、四肢無力、昏厥、重則使人發(fā)生痙攣、呼吸停頓，甚至死亡。
炮煙中有毒氣體的毒性，用空氣中的危險(xiǎn)濃度來表示如表1。
由表1可看出濃度越高，氣體毒性越大。另外，有毒氣體不僅對(duì)人體有害，而且某些有毒氣體對(duì)煤礦井下瓦斯能起到催爆作用（如氧化氮）或引起二次火焰（如一氧化碳），尤其是在高瓦斯礦井中，易造成災(zāi)難性事故。因此對(duì)井巷掘進(jìn)爆破過程中的有毒氣體，必須采取有效的防治措施，以防止安全事故的發(fā)生。
表1 有毒氣體空氣中的危險(xiǎn)濃度
有毒氣體
各種氣體危險(xiǎn)濃度（mg/L）
吸入數(shù)小 吸入1小 吸入0.5～ 吸入數(shù)分
時(shí)將引起 時(shí)后將引 1小時(shí)就會(huì) 鐘會(huì)死亡
輕微中毒 起嚴(yán)重中毒 有致命危險(xiǎn)
一氧化碳 0.1～0.2 1.5～1.6 1.6～2.3 5
氧化氮 0.07～0.2 0.2～0.4 0.4～1.0 1.5
硫化氫 0.01～0.2 0.25～0.4 0.5～1.0 1.2
亞硫酐 0.025 0.06～0.26 1.0～1.05 —
2 炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生有毒氣體的主要原因
2.1 炸藥的氧平衡
在井巷掘進(jìn)爆破進(jìn)程中，一般使用混合炸藥，主要組成元素是碳、氫、氧、氮（某些
炸藥含有氯，硫，金屬及其鹽類），其中非爆炸性氧化劑分子或富有氧元素的炸藥分子為氧化劑，而非爆炸性可燃劑分子或富有碳、氫元素的炸藥分子為燃料，混合炸藥爆炸的實(shí)質(zhì)是氧化劑和燃料發(fā)生高速化學(xué)反應(yīng)的過程。炸藥內(nèi)含氧量與可燃元素充分氧化所需氧量之間的關(guān)系稱為氧平衡關(guān)系。如果所選炸藥中的含氧量恰好能滿足可燃元素充分氧化所需氧量（即零氧平衡），此時(shí)，氧和可燃元素可以得到充分利用，從理論上講，炸藥爆炸不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體。如果所選炸藥為負(fù)氧平衡炸藥（炸藥中含氧量不足），將會(huì)產(chǎn)生可燃性的一氧化碳有毒氣體。如果所選炸藥為正氧平衡炸藥（炸藥中的含氧量超過可燃元素充分氧化所需的耗氧量），多余的氧在爆炸過程中（高溫、高壓）與氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮氧化物有毒氣體。
2.2炸藥爆炸反應(yīng)的完全程度
炸藥反應(yīng)的完全程度與炸藥組成、成份性質(zhì)、炸藥密度、粒度、裝藥直徑、起爆沖能
的大小等諸多因素有關(guān)。例如：當(dāng)炸藥組成相同時(shí)，粒度越小，混合起均勻，反應(yīng)就越完全，有毒氣體生產(chǎn)量就越小；
2.3周圍介質(zhì)的作用
某些礦物介質(zhì)可與爆炸產(chǎn)物起化學(xué)反應(yīng)，或者對(duì)爆炸產(chǎn)物的二次反應(yīng)起到催化作用，
使有毒氣體含量增大。例如在一定條件下，煤可以還原爆炸產(chǎn)物中的二氧化碳為一氧化碳有毒氣體。爆炸作用時(shí)，含硫的礦石可生成硫的氧化物或硫化氫有毒氣體。當(dāng)周圍介質(zhì)溫度較低時(shí)，漿狀炸藥在低溫情況下也常出現(xiàn)不完全爆炸或爆轟中斷現(xiàn)象，使有毒氣體含量大大增加。
3 有毒氣體的防治措施
3.1 優(yōu)選炸藥品種和嚴(yán)格控制一次起爆藥量
在井巷爆破掘進(jìn)過程中，應(yīng)根據(jù)工作面的實(shí)際情況，選用炸藥品種。如工作面積水時(shí)，應(yīng)選用抗水型炸藥，否則因炸藥受潮而影響爆轟穩(wěn)定傳播而產(chǎn)生大量有毒氣體。對(duì)于低溫凍結(jié)井施工，應(yīng)選用防凍型炸藥，否則炸藥也會(huì)因不完全爆炸或爆轟中斷，產(chǎn)生大量有毒氣體。爆破產(chǎn)生的有毒氣體量與炸藥用量成正比，嚴(yán)格控制起爆藥量，可以有效地降低爆破有毒氣體生成量。
3.2 控制炸藥的外殼材料重量
為了防潮，粉狀炸藥通常采用涂蠟紙殼包卷，由于紙和蠟均為可燃物質(zhì)，奪取炸藥中
的氧，易使炸藥在爆炸時(shí)成分負(fù)氧平衡反應(yīng)。在氧量不充裕的情況下，將會(huì)產(chǎn)生較多一氧化碳?xì)怏w，因此，限定每100g炸藥的紙殼重量和涂蠟量分別不超過2g和2.5g。
3.3 保證炮孔堵塞長度和堵塞質(zhì)量
保證炮孔堵塞長度和堵塞質(zhì)量，能夠使炸藥發(fā)生爆炸時(shí)，介質(zhì)在碎裂之前，裝藥孔洞
內(nèi)保持高溫、高壓狀態(tài)，有利于炸藥充分反應(yīng)，減少有毒氣體生成量。而且足夠的堵塞長度和良好的堵塞質(zhì)量，還會(huì)減少未反應(yīng)或反應(yīng)不充分的炸藥顆粒從裝藥表面拋出反應(yīng)區(qū)，也會(huì)降低空氣中的有毒氣體含量。
3.4 采用水封爆破或放炮噴霧
炸藥爆炸時(shí)會(huì)形成高溫高壓環(huán)境，水封爆破時(shí)產(chǎn)生的水霧，在高溫高壓下與一氧化碳
發(fā)生反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，可以有效地降低炮煙中的一氧化碳濃度。由于爆破產(chǎn)生的某些有毒氣體易溶于水，因此在放炮時(shí)，采用自動(dòng)噴霧設(shè)施進(jìn)行噴霧，既能起到降塵作用，又能有效地減少有毒氣體含量，使炮煙毒性降低。
3.5 采用反向起爆方式
采用反向起爆方式時(shí)，炮泥開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間比正向起爆推遲，間接地起到了增加炮孔堵塞長度的效果，使炸藥反應(yīng)完全程度提高，從而降低有毒氣體生成量。
（曹孝君 毛剛）
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